熱電発電に利用可能な熱源エネルギーの測定

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本研究の目的は寒冷地における一般家庭用に用いられる暖房設備を利用した比較的小規模な熱電発電システムの開発である.計画年度の本研究課題の目標は寒冷地の建物内に内在している熱電発電に最適な高温・低温側熱源の調査・測定および最適な組み合わせを探索することである.一般家庭用における熱電発電の利用可能な熱源として,1)暖房設備(一般用家庭用FFストーブ)の廃熱(高)+室内温度(低),2)暖房設備廃熱(高)+外気温(低),3)室内温度(高)+外気温(低)の組み合わせに注目し,暖房設備の自立運転が可能な発電能力を備えた温度差発電システムの検討を行った.平成19年度において,前年度に測定した暖房廃熱,室内,室外の3地点に対して,日間の温度時系列のデータと運転中の暖房設備の消費電力時系列データも用いて,データ解析を行い,得られた温度および電力データから現在利用可能な熱電発電モジュールを用いた場合,高温・低温側熱源の組み合わせ熱電発電システムの電力出力を算定した.その結果,既存の温度差発電に用いるモジュールでは,製品データで示されている温度差において,一般用ストーブでは十分な発電量が得られず,効率良く廃熱エネルギーを回収できる熱回収装置が必要であることが判明した.今後の課題として,廃熱と外気温の温度差を効果的に利用できる熱回収装置の開発である.また,利用季節および時間帯により電力出力が変動するため,出力変動の補償機能を含む発電システムについて検討が必要である.